人类免疫缺陷病毒感染与T淋巴细胞损伤

王 盟（综述），刘保池（审校）

（上海市公共卫生临床中心外科，上海， 201508）

获得性免疫缺陷综合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）简称艾滋病，是由人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）引起的一种严重传染性疾病。联合国艾滋病规划署和世界卫生组织报告，截至2009年底，全球存活3330万例HIV感染者;2009年，全球有260万例新感染HIV，有180万例因艾滋病死亡［1］。我国卫生部公布，截至2009年底，估计中国存活HIV/AIDS约74万例，2009年新发HIV感染者4.8万例，因艾滋病相关死亡约2.6万例，我国的艾滋病疫情仍然在持续上升［2］。

HIV以人体免疫系统中最重要的CD4+T淋巴细胞和表达CD4分子的单核-巨噬细胞、树突状细胞和神经胶质细胞作为感染和攻击目标，大量破坏、吞噬CD4

+T淋巴细胞，从而破坏人体免疫系统。此外，HIV感染还可以活化T细胞免疫反应，但是被激活的免疫反应仅对病毒有一定的抑制作用，却不能清除病毒，从而导致慢性持续性感染，最终导致免疫系统崩溃，人体丧失对各种疾病的抵抗能力而发病和死亡［3］。现主要就HIV感染与人体T淋巴细胞损伤研究进展状况予以综述。

1 HⅠV结构特征

HIV是具有包膜的正链RNA病毒，属反转录病毒科慢病毒属，以T细胞和巨噬细胞等免疫细胞为主要感染对象。HIV分为HIV-1和HIV-2型，两者引起疾病的临床症状相似，但其基因组结构和抗原性不同。AIDS主要由HIV-1所致，约占95%。HIV除了具有反转录病毒的基本结构基因LTR（长末端重复序列）、gag（衣壳蛋白）、pol（病毒复制酶）、env（外膜糖蛋白）外，基因组还含有 tat、rev、nef、vif、vpr、vpu 等非常复杂的调节基因，在转录、翻译、装配等各个环节对病毒的生长和繁殖起调节作用［4］。HIV可以感染非分裂期细胞，其结构与复制的特性可能是免疫系统难以清除感染细胞的主要原因［5］。

成熟的HIV病毒颗粒由病毒核心和外膜组成。由p24蛋白构成的核衣壳以及包裹其内的病毒基因组、反转录酶、整合酶和蛋白酶共同构成HIV病毒核心。外膜分为内外二层，内层由p17组成，外层是病毒从细胞膜芽生形成，为类脂双分子层，镶嵌有HIV糖蛋白，如gp120和gp41。gp120和gp41是HIV病毒侵入宿主细胞所必需的蛋白，也是诱导体液免疫应答的主要抗原［3］。HIV-1通过病毒编码的蛋白调节其自身的表达［6］，这一独特性对于HIV-1与宿主间长期相互作用及产生慢性活动性感染具有决定性作用。

2 T淋巴细胞及其亚群特征

T淋巴细胞是一群具有免疫活性的小淋巴细胞。由T细胞的前体干细胞经血流输送到胸腺，并在胸腺内微环境中多种因素共同作用下分化、成熟，然后转移到淋巴结、脾等外周淋巴组织，接受抗原递呈细胞表面特异性抗原肽及其他信号的共同刺激，成为效应性和记忆性T细胞，参与适应性免疫应答和免疫记忆的维持［3］。

2.1 初始、效应和记忆性 T细胞 初始 T细胞（naive T cells，Tn）是没有接受过抗原刺激的成熟T细胞。研究显示成人胸腺仍可合成和输出Tn细胞［7，8］，通过检测外周血 Tn 细胞数量，可以了解胸腺输出功能及T细胞增殖能力［9］。

效应T细胞是执行机体免疫效应功能的细胞，表达CD45RO分子和高水平的白细胞介素2（interleukin-2，IL-2）受体，不参与淋巴细胞再循环，而是向外周组织迁移。在接受相同刺激条件后，CD8+初始T细胞较CD4+初始T细胞容易分化成效应/记忆T细胞，所以体内抗原特异性CD8+效应T细胞的频率往往高于CD4+T效应细胞。CD4

+T效应T细胞可分为辅助性T淋巴细胞1（helper T lymphocyte，Th1）和Th2两个亚群，Th1主要促进细胞内感染的病原体清除，由IL-12诱导分化，产生的主要细胞因子是干扰素 γ（interferon-γ，IFN-γ），Th2 主要促进寄生虫感染的清除，由 IL-4诱导分化，主要产生 IL-4、IL-5、IL-13。最近有研究报道，从莱姆患者的炎症关节中分离出能产生IL-17的CD4+T效应细胞亚群，称为Th17 细胞［10-12］。

当抗原进入机体1～2周后，T淋巴细胞的增殖达到高峰，T淋巴细胞开始进入收缩期。绝大多数抗原特异性效应T淋巴细胞凋亡，只有5%～10%细胞作为记忆细胞长期存活［13，14］。记忆性T细胞维持机体免疫记忆功能。记忆性T细胞与初始T细胞相似，处于细胞周期G0期，但其存活期很长，可达数十年，甚至几十年［3］。记忆性T细胞介导再次免疫应答，他们能在接受抗原刺激后迅速活化，分化成效应T细胞和新生记忆性T细胞。影响记忆性T淋巴细胞数量的因素有抗原刺激、IL-12、IFN-γ、IL-10和Ⅰ型IFNs等［15-17］。最近发现，IL-10对记忆性 CD8+T细胞应答有影响。在IL-10缺失的小鼠，即使在感染后24 h应用抗生素，CD8+记忆 T细胞数量也下降［18］。相反地，IL-10的负调控作用也有报道，在将IL-10R缺失的抗原特异性CD8+T细胞转输后，在Listeria模型中发现高频率的记忆细胞［19］。

2.2 辅助性、细胞毒性和调节性T细胞 辅助性T细胞（helper T lymphocyte，Th）能够辅助 T、B淋巴细胞应答。在抗原刺激下，Th前体细胞Th0可分化成为Th1和Th2型细胞。Th1参与细胞免疫和迟发型超敏性炎性反应;Th2可辅助B细胞分化为抗体分泌细胞，与体液免疫应答相关。Th1能合成IL-2、IFN-γ 和 LT 等，Th2 能合成 IL-4、IL-5、IL-6、IL-13 等。掌控CD4+Th细胞分化的机制尚不十分清楚。有研究显示，细胞因子微环境的作用尤为重要，IL-10和IL-4升高及 IL-12生成减少在其中起着重要作用［20，21］。

细胞毒性T细胞（cytotoxic T cell，Tc）是具有免疫杀伤效应的T细胞亚群，人Tc细胞的特征性表型为CD3+CD4－CD8+CD28+。在抗原刺激信号和抗原递呈细胞释放IL-1共同存在的条件下，Tc前体细胞被活化，并表达IL-2R、IL-4R、IL-6R等多种细胞因子受体，在 IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ 等细胞因子诱导下，迅速增殖，并分化为成熟的效应性Tc，能特异地识别并杀伤被特定病毒感染的细胞。如从肿瘤组织周围分离获得的Tc，在体外加IL-2培养后，具有很高的杀伤肿瘤作用，目前已在临床上用于肿瘤治疗。

调节性T细胞（regulatory T cell，Tr）是具有免疫抑制功能，参与多种免疫性疾病发生的病理过程，成为近年来免疫学领域研究的重要内容。Tr细胞可分为CD4+CD25+Tr细胞、Tr1和 Tr3等多种亚型。CD4+CD25+Tr细胞可高表达CD25分子和foxp3，具有免疫无能和免疫抑制两大功能。Tr1也是CD4+T细胞，多在IL-10诱导下生成，增殖能力强，具有旁观者抑制效应和免疫记忆能力。Tr3型CD4+Tr细胞主要分泌 TGF-β，对 Th1和 Th2都具有抑制作用。CD4+CD25+Tr淋巴细胞主要通过分泌IL-10、地诺前列酮等抑制性介质对细胞免疫功能起到抑制作用。CD4+CD25+Tr淋巴细胞还可通过抑制p59fyn激酶活性进而下调活化T淋巴细胞核因子和激活蛋白1的激活，使得T淋巴细胞的增殖受抑制、IL-2产生明显减少［22］。研究显示，严重创伤后患者循环中CD4+CD25+Tr淋巴细胞显著升高，死亡患者CD4+CD25+Tr淋巴细胞升高更明显，且严重创伤所致免疫功能障碍与患者不良预后明显相关［23］。

3 HIV感染T淋巴细胞的机制

HIV的外膜蛋白gp120与宿主细胞表面CD4分子结合，诱导gp120的构象和gp41的构象改变，暴露其N-端侧的HIV-融合肽，利用膜自身疏水作用介导病毒包膜与细胞膜融合，使病毒核心释放入靶细胞内。此外，表达于感染细胞表面的gp120和gp41也能介导已感染细胞与未感染细胞融合，使病毒颗粒直接进入未感染细胞［3］。

进入宿主细胞后，HIV病毒核心随即解体。在病毒反转录酶作用下，HIV基因组RNA反转录成双链DNA，在整合酶催化下，双链DNA整合入宿主细胞基因组内。被整合的病毒DNA称为前病毒，可潜伏数月甚至多年不复制，这也是AIDS潜伏期长的原因。潜伏期HIV主要在淋巴结的巨噬细胞和滤泡树突状细胞内繁殖。因此，这些细胞是体内HIV储存库，感染CD4+T细胞的HIV主要来源于这些细胞。

4 HIV损伤T淋巴细胞的机制

在HIV感染急性期，患者外周血CD4+T细胞一过性减少，而后迅速恢复至接近正常水平。在无症状期，CD4+T细胞数持续性下降。其机制包括HIV感染直接、间接杀伤CD+T细胞，以及诱导CD+T细44胞凋亡。HIV感染直接杀伤CD4+T细胞表现在细胞膜gp41表达及病毒颗粒芽生可导致细胞膜损伤和通透性增加，钙离子大量涌入细胞内，损伤细胞;HIV病毒在细胞内大量复制，干扰细胞自身蛋白合成表达;细胞质内未整合的病毒DNA对CD4+T细胞具有毒性;gp120和gp41介导的细胞融合也导致细胞加速感染和死亡;HIV感染间接杀伤CD4+T细胞的机制包括HIV诱导感染细胞生成某些细胞因子，诱导未感染CD4+T细胞慢性活化及凋亡;通过CTL特异性细胞毒作用杀伤CD4+T细胞;HIV编码的超抗原可引起表达某些型别的T细胞受体β链的CD+T细4胞死亡。HIV病毒诱导CD4+T细胞凋亡的原因有gp120与CD4分子交联，诱导靶细胞表达Fas分子，通过Fas途径诱导细胞凋亡;HIV的tat基因编码的蛋白可增强 CD4+T细胞对Fas/FasL效应的敏感性［3］。

有研究表明，HIV感染后，在CD4+T细胞数量发生显著减少前，患者就已经存在免疫功能的缺陷，表现在对抗原诱导的记忆性T细胞应答、CTL应答和体液免疫应答的缺陷。其机制可能是:可溶性gp120与T细胞的CD4分子结合，干扰CD4+T细胞与抗原递呈细胞相互作用或形成抑制Th细胞功能信号;抑制Th1细胞因子转录，导致Th1/Th2细胞失衡，使Th1细胞因子（IL-2、IFN-γ）生成减少，Th2细胞因子（IL-4、IL-10）生成增加;在感染的T细胞内，Tat蛋白能与转录协同活化分子p300等多种调节蛋白作用，干扰T细胞功能。

5 结语

在HIV感染状态下，机体T淋巴细胞亚群的免疫反应并非是单一细胞类型和单一功能的变化，而是多类细胞、多种细胞因子相互作用，发挥极其复杂的免疫功效，作用于HIV病毒的免疫攻击与免疫逃逸。因此，只有通过开展多时相、多功能群交叉研究，锁定不同时相真正具有免疫保护作用的T淋巴细胞功能群，探索相应的抗原表位及其免疫逃逸的发生特点，才能为未来更好地开展HIV预防与治疗提供有益的借鉴。

［1］UNAIDS and WHO.AIDS epidemic update［R］.December 2010，Geneva:UNAIDS and WHO，2010.

［2］中华人民共和国卫生部.我国艾滋病防治工作取得显著成效［EB/OL］.http:/www.moh.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/mohbgt/s3582/201011/49893.htm.2010-11-29.

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